沖電氣（OKI）和信越化學(xué)于 2023 年9月5日宣布，他們開發(fā)出一種技術(shù)可僅從QST襯底上剝離GaN功能層，并將其粘合到由不同材料制成的襯底上，實(shí)現(xiàn)GaN的垂直傳導(dǎo)，從而為實(shí)現(xiàn)可控制大電流的垂直 GaN 功率器件做出貢獻(xiàn)。

研究背景

垂直氮化鎵功率器件可延長(zhǎng)電動(dòng)汽車的行駛里程并縮短供電時(shí)間，因此其需求預(yù)計(jì)將不斷增長(zhǎng)。 另一方面，社會(huì)應(yīng)用面臨的挑戰(zhàn)包括需要更大的晶片直徑以提高生產(chǎn)率，以及實(shí)現(xiàn)垂直傳導(dǎo)以實(shí)現(xiàn)大電流控制。

GaN通常需要在適合其生長(zhǎng)的特定襯底上生長(zhǎng)，以確保高質(zhì)量的薄膜生長(zhǎng)和優(yōu)良的電子性能。但由于GaN與襯底之間存在晶格不匹配，當(dāng)需要將GaN薄膜從原始襯底上轉(zhuǎn)移到另一個(gè)目標(biāo)襯底或基板上時(shí)，這可能會(huì)涉及到復(fù)雜的技術(shù)和挑戰(zhàn)。

研究進(jìn)展

QST襯底是一種由美國(guó) Qromis 公司開發(fā)的，專門用于氮化鎵生長(zhǎng)的復(fù)合材料襯底。在獲得許可證后，信越化學(xué)公司就開發(fā)出了經(jīng)過改良的QST襯底——該襯底不僅熱膨脹系數(shù)與氮化鎵相同，可防止翹曲和開裂，并可在 8 英寸或更大的晶片上生長(zhǎng)具有高擊穿電壓的厚氮化鎵薄膜晶體。

而沖電氣開發(fā)的“晶體薄膜接合（CFB）技術(shù)”能在保持高器件特性的同時(shí)，只從QST基板上剝離 GaN 功能層，此外還能去除氮化鎵晶體生長(zhǎng)所需的絕緣緩沖層，并通過金屬電極粘合到各種基底上，從而實(shí)現(xiàn)歐姆接觸（根據(jù)歐姆定律，電結(jié)具有線性電流-電壓曲線）。最終，GaN通過與具有高散熱性的導(dǎo)電基底粘合，可實(shí)現(xiàn)垂直導(dǎo)電性和高散熱性——這種特性能使得GaN材料在功率放大器、LED、激光器等各種電子器件中都表現(xiàn)出色。

根據(jù)報(bào)道，信越化學(xué)將向生產(chǎn)氮化鎵器件的客戶提供 QST 和外延基板，而沖電氣則將通過合作和授權(quán)提供CFB技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)相信能為半導(dǎo)體器件提供超越單一材料框架的附加值。

粉體圈Coco編譯